CN110065049A - 机器人组件及机器人套件 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种机器人组件及机器人套件。机器人组件包括：电机，其在电气控制下输出驱动力；外壳，其所形成的收容空间与电机相适配，以可拆装的方式封装电机；外壳外部设置有机械接口，机器人组件通过外壳上的机械接口，以可拆装的方式与同种或不同种机器人组件相连接；在机器人组件中，电机输出的驱动力经由外壳向外部传递。外壳封装电机后，代替电机直接承受外力，减轻了电机的受力负担，保障电机的正常工作，同时，频繁拆装对外壳上的机械接口造成损耗后，或，需改变电机的外部结构，以将电机安装于不同位置时，只需更换外壳，由于外壳的成本低于电机，降低了搭建成本，解决了现有技术机器人搭建成本高、电机正常工作难以保障的问题。

Description

机器人组件及机器人套件

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种机器人组件及机器人套件。

背景技术

当前，模块化机器人一般由功能模块组成，按功能模块实现的功能，进行功能模块的命名，例如摇摆功能模块、抓取功能模块、旋转功能模块。

摇摆功能模块、抓取功能模块、旋转功能模块多内含电机，电机包括步进电机和伺服电机，在机器人技术领域，一般称伺服电机为舵机。在机器人模型搭建套件中，和齿轮、齿条等普通部件比，电机的价格相对较高。

现有技术中，电机受自身结构的限制，所造成的问题有：一是电机在机器人上的安装位置很不灵活，搭建套件所支持组合方式的增加，需以搭建套件成本的大幅上升为代价；二是电机需直接和其它部件机械连接，电机在机器人拆装过程中以及工作过程中需直接承受外力。

电机直接承受外力会导致以下问题：一是重复的拆装动作加快了电机的损耗速度，增加了单位时间内电机的消耗量，造成了资源浪费以及搭建成本的提高；二是承受较大外力会影响电机的正常工作。

综上所述，现有机器人模型搭建套件中，电机受自身结构的限制，在机器人上的安装位置很不灵活，需直接和其它部件机械连接，造成了机器人搭建成本高、电机正常工作难以保障的缺陷。

发明内容

为了解决相关技术中存在的机器人搭建成本高、电机正常工作难以保障的技术问题，本发明提供了一种机器人组件及机器人套件。

一种机器人组件，所述机器人组件包括：

电机，其在电气控制下输出驱动力；

外壳，其所形成的收容空间与所述电机相适配，以可简易拆装的方式封装所述电机；

所述外壳外部设置有机械接口，所述机器人组件通过所述外壳上的机械接口，以可拆装的方式与同种或不同种机器人组件相连接；

在所述机器人组件中，所述电机输出的驱动力经由所述外壳向外部传递。

如前所述的机器人组件，在一示例性实施例中，所述机器人组件还包括：

辅助功能件，设置在所述机器人组件的外壳上，与所述电机连接，对所述电机输出的驱动力进行转换。

在一示例性实施例中，所述机器人组件是摇摆组件，所述辅助功能件上设置有机械接口，所述机器人组件还通过所述辅助功能件上的机械接口，以可拆装的方式与同种或不同种机器人组件相连接，实施摇摆功能。

在一示例性实施例中，所述机械接口包括燕尾槽型接口。

在一示例性实施例中，所述电机是舵机，所述舵机包括：

舵盘，其可转动地装设于所述舵机外侧，在电气控制下向外部输出驱动力。

在一示例性实施例中，所述外壳匹配于所述舵盘开设通孔，通过所述通孔使所述舵盘与所述辅助功能件连接。

在一示例性实施例中，所述外壳包括：

箱体，其具有开口面和所述收容空间，所述收容空间用于放置所述舵机；

盖体，其可开合地置于所述箱体的所述开口面上；

所述机械接口分布于所述箱体和/或盖体的外表面。

在一示例性实施例中，所述机械接口形成于所述箱体和/或盖体的侧壁上。

在一示例性实施例中，所述机械接口沿所述箱体和/或盖体侧壁延伸，向内形成弹性抵接面；

相对于所述机械接口，所述盖体和/或箱体侧壁相应开设有凹槽，所述机械接口的弹性抵接面伸入所述凹槽，以可拆装地闭合所述收容空间。

一种机器人套件，所述机器人套件包括如前所述的机器人组件。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明提供一种机器人组件，该机器人组件包括电机以及外壳。电机在电气控制下输出驱动力，外壳可简易拆装地封装电机，外壳所形成的收容空间与电机匹配。外壳外部设置有机械接口，该机器人组件通过外壳上的机械接口，以可拆装的方式与同种或不同种机器人组件连接。在该机器人组件中，电机输出的驱动力经由外壳向外部传递。外壳封装电机后，代替电机直接承受外力，减轻了电机的受力负担，保障电机的正常工作，同时，在机器人搭建过程中，频繁拆装对外壳上的机械接口造成损耗后，或，需改变电机的外部结构，以将电机安装于不同位置实现不同功能时，只需更换外壳，由于外壳的成本低于电机，降低了搭建成本，解决了现有技术机器人搭建成本高、电机正常工作难以保障的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种机器人组件的示意图；

图2是根据另一示例性实施例示出的一种机器人组件的示意图；

图3是根据图2对应实施例示出的辅助功能件的细节的示意图；

图4是根据另一示例性实施例示出的一种机器人组件的示意图；

图5是根据图4对应实施例示出的机器人组件拼接后的外形示意图；

图6是根据另一示例性实施例示出的一种机器人组件的示意图；

图7是根据图6对应实施例示出的机器人组件拼接后的外形示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本发明中，电机的内部结构设计，使该电机在机器人上的安装位置不受其内部结构限制。

图1是根据一示例性实施例示出的一种机器人组件的示意图。如图1所示，该机器人组件至少包括电机110和外壳130。

电机110在电气控制下输出驱动力。外壳130则用于可简易拆装地封装电机110，外壳130所形成的收容空间137与电机110相适配。

外壳130外部设置有机械接口131，该机器人组件通过机械接口131以可拆装的方式与同种或不同种机器人组件相连接。

外壳130使电机110能够与各种机器人组件组合，电机110输出的驱动力经由外壳130向外部传递，驱动和该机器人组件连接的各种机器人组件实施各种功能。

机器人组件是机器人模型搭建套件中的零部件，本发明所提供的机器人组件，是组成机器人的一种零部件，区别于被动零部件，例如齿轮、齿条，该机器人组件具有驱动功能。

电机110作为本发明所提供机器人组件中的功能主体，可以是步进电机，也可以是伺服电机，在电气控制下对外输出驱动力。电机110是机器人组件中的驱动元素，可以与其它元素，例如与传动元素组成不同组合实现不同的功能，例如摇摆功能、抓取功能、旋转功能。

同种机器人组件是指，例如本实施例所示内含电机110，能够输出驱动力的机器人组件，不同种机器人组件是指不内含电机110的机器人组件，可以是齿轮、齿条，在此不进行限定。

外壳130所形成收容空间137与电机110之间的适配，是指外壳130内部的设计使电机110在外壳130中不会发生晃动。

外壳130可简易拆装地封装电机110是指，外壳130是可开合的，对外壳130的拆装可以在较少操作步骤内完成，因此，可以通过对外壳130的拆装，实现电机110的快速封装或所封装电机110的快速取出。

由于外壳130是可简易拆装的，用户可以根据需要为电机110快速更换外壳130。闭合外壳130的方式包括但不限于：弹性抵接面和凹槽相卡合的方式；在外壳130上开孔，通过开孔装设紧固件的方式。

可为电机110配备多种外壳130，由于外壳130具备简易拆装结构，用户可选择拆下当前封装电机110的一种外壳130，为电机110装上同一种或另一种外壳130。

外壳130外部所设置的机械接口131，为同种或不同种机器人组件提供了安装位，在机械接口131的作用下，使同种或不同种机器人组件之间相连接。

对于机械接口131，可根据所需要实现的各种组合方式，在外壳130上设置一种或者数种机械接口131。机械接口131的数量可以为一个或者数个，以使本发明所提供的机器人组件可以与各种机器人组件组合连接。

机械接口131的外形、分布以及数量，根据需要实现的机器人组件组合方式所设计，在此不进行限定。在一示例性实施例的具体实现中，机械接口131是燕尾槽型接口。外壳130上还开设电气接口，电机110还通过外壳130上的电气接口接收机器人套件中的控制器传输的电气控制。

对于机器人搭建过程，根据所搭建机器人部位的不同，需要机器人组件有不同外形以及机械接口131，本发明通过为电机110配置不同种外壳130，不同种的外壳130有不同的形状和/或机械接口131分布，使所进行的机器人搭建可以通过为电机110装设不同种外壳130，获得有不同的形状和/或机械接口131分布的机器人组件，实现各种机器人组合方式。

综上所述，通过电机110和外壳130的设计，使电机110在机器人上的可选安装位置更多，更灵活。以及，在机器人由电机110驱动，执行动作的过程中，在外壳130以及机械接口131的作用下，极大避免了外力直接实施于电机110上，也就大大减少了电机110直接承受外力所导致的损耗，同时为电机110的正常工作提供了保障。

在另一示例性实施例中，机器人组件还包括辅助功能件。

图2是根据另一示例性实施例示出的一种机器人组件的示意图。如图2所示，机器人组件还包括辅助功能件150。

电机110被不同种外壳130封装，在外壳130上装设不同种辅助功能件150，可以组成功能不同的机器人组件，例如，可以组成摇摆组件实施摇摆功能，也可以组成抓取组件实施抓取功能，还可以组成旋转组件实施旋转功能。

辅助功能件150设置在机器人组件的外壳130上，与电机110连接，对电机110输出的驱动力进行转换。

辅助功能件150可以完全置于外壳130外部，也可以部分置于外壳130内部、部分置于外壳130外部，还可以完全置于外壳130内部，在此不进行限定。

如图2所示，该机器人组件是一种摇摆组件，辅助功能件150上设置有机械接口151，机器人组件还通过辅助功能件150上的机械接口151，以可拆装的方式与同种或不同种机器人组件相连接。

辅助功能件150上是否设置机械接口151甚至电气接口，所设置接口的外形、数量，根据需要实现的机器人组件组合方式所设计，在此都不进行限定。在一示例性实施例的具体实现中，机械接口151是燕尾槽型接口。燕尾槽形似燕尾，一般和梯形导轨相配合，实现较高精度的机械相对运动。

在一示例性实施例的具体实现中，电机110是舵机，至少包括电气接口、舵盘、壳体、封装于壳体内部的自动控制元件。

舵机通过配置的电气接口接入电气控制。自动控制元件则在电气控制下输出驱动力。壳体封装自动控制元件，壳体匹配于舵盘以及电气接口开设通孔。

舵盘通过壳体上的通孔可转动地装设于舵机外侧，在自动控制元件驱动下向外部输出驱动力。

在一示例性实施例中，该电气控制是由控制器向该舵机传输的。控制器是机器人套件中的核心组件，可以通过数据传输线经由外壳130上的电气接口，接入舵机上所设置电气接口，向舵机传输电气控制信号，实现对舵机的控制，也可以通过外壳130上开设的通孔，接入舵机的电气接口，在此不进行限定。

该电气控制信号的传输路径可以是，从控制器通过数据传输线直接传输到一舵机，也可以是从控制器通过数据传输线经一舵机间接传输到另一舵机，在此不进行限定。

舵盘可转动地装设于舵机外侧，在自动控制元件的驱动下转动，通过转动向外部输出驱动力。在一示例性实施例的具体实现中，舵盘为圆形，位于壳体的端部。

舵盘是与自动控制元件相连接的，封装于壳体内部的自动控制元件对舵盘进行伺服驱动，以驱动舵盘相对于壳体转动。通过在壳体上开设通孔，使舵盘与自动控制元件相连接的同时，置于壳体外部。

在一示例性实施例的具体实现中，外壳130匹配于舵盘开设通孔，通过该通孔使舵盘与辅助功能件150连接。舵盘也可以被封装于外壳130内部，通过和辅助功能件150连接进行驱动力的传递输出，在此不进行限定。

图3是根据图2对应实施例示出的辅助功能件的细节的示意图。如图3所示，该辅助功能件150至少包括机械接口151、第一主体部分153、第二主体部分155。机械接口151设置于第一主体部分153上，第一主体部分153和第二主体部分155拼接组成辅助功能件150的主体部分。

辅助功能件150在电机110的驱动下相对于外壳130旋转运动，使通过机械接口151与辅助功能件150连接的同种或不同种机器人组件，相对外壳130运动，以使摇摆组件执行摇摆功能。

图4是根据另一示例性实施例示出的一种机器人组件的示意图。如图4所示，机器人组件的外壳130至少由箱体133以及盖体135组成。

箱体133，其具有收容空间137和开口面，收容空间137用于放置电机110。

盖体135，其可开合地置于开口面上。

机械接口131分布于箱体133或盖体135的外表面。

在箱体133和盖体135的配合下，外壳130得以封装电机110，同时，外壳130得以可拆装地打开和闭合。

在一示例性实施例的具体实现中，机械接口131形成于箱体133或盖体135的侧壁上。

如图4所示，该机器人组件是一种抓取组件，由电机110、外壳130、辅助功能件150拼装形成，实施抓取功能。其中，该外壳130为长方体，由箱体133和盖体135拼接形成，通过盖体135和箱体133的拼接，封闭收容空间137。

其中，箱体133侧面设置有机械接口131。机械接口131沿箱体133侧壁延伸，向内形成弹性抵接面。

相对于机械接口131，在盖体135侧壁开设有凹槽139，机械接口131的弹性抵接面伸入凹槽139可拆装地闭合收容空间137。

其中，通过弹性抵接面的设置，使箱体133与盖体135相互之间发生弹性抵接，在弹性抵接作用下，使盖体135和箱体133之间的闭合，对于箱体133上分布的机械接口131更为稳固。机械接口131受力时，在弹性抵接作用下，避免外壳130的破损甚至于电机110的损耗。

机械接口131在外壳130上的分布和数量，在此不进行限定。在另一示例性实施例中，机械接口131设置于盖体135的侧面。

图5是根据图4对应实施例示出的机器人组件拼接后的外形示意图。封装于外壳130中的电机110驱动辅助功能件150实施抓取功能。

图6是根据另一示例性实施例示出的一种机器人组件的示意图。如图6所示，该机器人组件的机械接口131设置于盖体135的侧面，相对于机械接口131，箱体133侧壁相应开设有凹槽139，机械接口131的弹性抵接面伸入凹槽139，可拆装地闭合收容空间137。凹槽139和机械接口131的弹性抵接面构成外壳130的简易拆装结构。

如图6所示，该机器人组件是一种旋转组件，由电机110、外壳130、辅助功能件150组成，实施旋转功能。

在具体实现中，箱体133和盖体135相应设置连接结构，通过连接结构可拆装地在箱体133上开合盖体135。箱体133和盖体135之间的连接方式包括：通过机械接口131的弹性抵接面伸入凹槽139卡合；通过在箱体133和盖体135上开孔，通过该开孔装设紧固件，将箱体133和盖体135闭合固定。

图7是根据图6对应实施例示出的机器人组件拼接后的外形示意图。封装于外壳130中的电机110驱动辅助功能件150和外壳130相对旋转运动，通过机械接口131和外壳130连接的同种或不同种机器人组件，与外壳130一同旋转运动。

本发明还提供一种机器人套件，该机器人套件包括如前所示的机器人组件。

在具体实现中，该机器人套件还包括以下机器人组件：数据传输线、控制器和机械组件。

控制器通过数据传输线连接电机110的电气接口，对电机110传输电气控制。数据传输线、控制器、机器人组件上所设置的电气接口之间相适配。

机械组件包括齿轮、齿条。机械组件、控制器、机器人组件上所设置的机械接口之间相适配。

机械组件、数据传输线、控制器、机器人组件之间以不同的组合方式通过接口相连接，所组成不同的功能模块，对应实现不同功能。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围执行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种机器人组件，其特征在于，所述机器人组件包括：

电机，其在电气控制下输出驱动力；

外壳，其所形成的收容空间与所述电机相适配，以可简易拆装的方式封装所述电机；

所述外壳外部设置有机械接口，所述机器人组件通过所述外壳上的机械接口，以可拆装的方式与同种或不同种机器人组件相连接；

在所述机器人组件中，所述电机输出的驱动力经由所述外壳向外部传递。

2.根据权利要求1所述的机器人组件，其特征在于，所述机器人组件还包括：

辅助功能件，设置在所述机器人组件的外壳上，与所述电机连接，对所述电机输出的驱动力进行转换。

3.根据权利要求2所述的机器人组件，其特征在于，所述机器人组件是摇摆组件，所述辅助功能件上设置有机械接口，所述机器人组件还通过所述辅助功能件上的机械接口，可拆装地与同种或不同种机器人组件相连接，以执行摇摆功能。

4.根据权利要求1或3所述的机器人组件，其特征在于，所述机械接口包括燕尾槽型接口。

5.根据权利要求4所述的机器人组件，其特征在于，所述电机是舵机，所述舵机包括：

舵盘，其可转动地装设于所述舵机外侧，在电气控制下向外部输出驱动力。

6.根据权利要求5所述的机器人组件，其特征在于，所述外壳匹配于所述舵盘开设通孔，通过所述通孔使所述舵盘与所述辅助功能件连接。

7.根据权利要求1所述的机器人组件，其特征在于，所述外壳包括：

箱体，其具有开口面和所述收容空间，所述收容空间用于放置所述舵机；

盖体，其可开合地置于所述箱体的所述开口面上；

所述机械接口分布于所述箱体和/或盖体的外表面。

8.根据权利要求7所述的机器人组件，其特征在于，所述机械接口形成于所述箱体和/或盖体的侧壁上。

9.根据权利要求8所述的机器人组件，其特征在于，所述机械接口沿所述箱体和/或盖体侧壁延伸，向内形成弹性抵接面；

相对于所述机械接口，所述盖体和/或箱体侧壁相应开设有凹槽，所述机械接口的弹性抵接面伸入所述凹槽，以可拆装地闭合所述收容空间。

10.一种机器人套件，其特征在于，所述机器人套件包括如权利要求1至9任一项所述的机器人组件。